专利名称：带有一个顶置附件的用于低压开关设备的灭弧装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种供在空气中开关的低压开关设备用的灭弧装置，它包括一个可通用并可改变的顶置附件，用于使灭弧室适应更高的要求。
在空气中开关的低压断路器为了运行需要一个灭弧装置，以便在不影响断路器本身和毗邻的设备部分或其他组件的情况下熄灭所产生的开关电弧，否则会存在这样的危险，即高温并因而电离的电弧气体引起电飞弧、伤害操作人员或导致其他的损害。
在低压断路器传统的灭弧装置中，已知两种不同的基本结构形式。在大型断路器中，迄今通常基本上作为构件单独制造出的完整灭弧室是一个其中设有多个隔弧板和一个适用的吹弧装置(Ausblasvorrichtung)的外壳，它耐电弧、压力和温度地稳定地安装在断路器上。通常每个极设有一灭弧室。灭弧室有一完整的外壳，该外壳的强度应确定为既能耐在外壳中产生的要熄灭的电弧的机械力又能耐其电气力，尤其是耐开关气体的压力和温度。在此灭弧室内有隔弧板。在这里灭弧室可设计为罐状井筒，隔弧板插入其中，或设计为由两个半壳组成的结构，在这个结构中需要一个装置，以便将隔弧板首先置入其中一个半壳内，然后装上第二个半壳并最终将两者连接起来。
作为第二种结构形式采用灭弧室插入件(Loeschkammereinsaetze)，其中只能单一地实现原来的灭弧功能。但这一结构没有能力经受与电弧同时产生的压力。因此，这些插入件装入一个设在开关外壳内或开关外壳上的井筒内。这种结构形式迄今主要在小型紧凑式断路器中使用，但发现也越来越多地应用于大型断路器中，在那里外壳覆盖着这些腔室，亦即开关室和灭弧室。
在这些新型低压断路器中，灭弧室组合在开关外壳内。也就是说灭弧室不构成从开关的轮廓伸出的物体。虽然在大型断路器中它们仍然是独立的物体，但却按这样的方式纳入整个结构中，即它们与外壳轮廓齐平地结束以及只能看到排气口。但这些部件可以被接触到并且能够被取出，以便例如鉴定位于它们下面的触点。必要时可以更换整个灭弧室。
已知在某些也是大型低压断路器(美国名称为ICCB-insulated casecircuit breaker)的结构形式中，已经选择这样一种结构，其中，预制的隔弧板叠装入开关外壳内。但是在这里产生了一个从属问题。使用隔弧板叠使灭弧装置在总体上尚不完备，因为最后开关气体必须离开开关并排入大气，不能造成损害。
在传统的断路器中为此在外壳上制有出口，这些出口是外壳的组成部分，例如外壳中的一个带孔的壁或装入外壳安装孔中的金属丝格栅。这是有必要的，因为开关气体通过隔弧板叠后对于允许它排入大气而言冷却得还不够。此气体温度高并且电离化，这会导致火花放电到接地部件或在母线之间产生火花放电。这种热的开关气体还可能带来火花以及可能危及或伤害操作者。因此进一步冷却是必要的。所以创造了另一些灭弧室顶置附件。例如，DE-OS 3541514和4410108公开了当然是在传统的结构完全独立的带有外壳体和安装在其中的隔弧板的灭弧室上，安置阻尼器用于进一步冷却通过隔弧板后还太热的开关气体，其中，在DE-OS 4410108中建议的阻尼器设计为绝缘地安装上的灭弧室盖，以及DE-OS 3541514公开了一种方案，其中顶置附件含有多个穿孔的垫层，它们借助一个覆盖机构固定，该覆盖机构被紧固件穿过。这种顶置附件在结构和制造方面非常复杂，而且仅部分影响所述性能。
所采用的阻尼插件还要求一定的压力特性。气体必须无阻碍地从隔弧板腔排出并接着收集在一个中间存储腔内，气体最终经冷却后可从此存储腔排入大气中。
但在一些情况下，上述这种方案也仍然不够。在欧洲专利EP-PS0437151 B1中表示了一种多极低压断路器，它在一个为灭弧气体配备双重冷却器的绝缘材料外壳内，通过绝缘材料的隔板再将断路器分成多个内部格子，它们分属于其中一个极。在这里为每个开关极配设一个隔弧板叠，用于使触点断开时所引起的电弧去电离，同时还配设一个配备有第一气体冷却器的开关气体出口。这些出口通入一个为所有开关极所共用的另一个室内，此室有第二冷却器，在流过此室后开关气体通过排气口排出进入周围介质中。但还很热以及还有强电离化的气体在第二冷却器前彼此相遇可能会带来一些缺点。所有述及方案都没有只属于单个灭弧室本身的阻尼和吹弧装置，并因而意味着不仅在材料方面而且在装配方面都会产生比较高的费用。另外，也不允许使用节省材料的不复杂的灭弧室结构，因为这种结构不足以阻尼和冷却所排出的开关气体。此外，不能有效地防止仍热的电离的开关气体进入开关设备的一些易被开关气体损坏的区域内。因此在已知的断路器中要么限制电压范围，要么如已说明的那样使用附加部件，如烟囱状的消弧室(Kamine)或带有去电离介质的顶置附件。当要求更高的短路开关能力或更大的设计电压，或者更大的短路电流时就可能是这种情况，因为这通常会要求灭弧室必须有更大的容积，这是由于这些性能参数对于灭弧室的设计有影响，例如影响隔弧板的数量、电弧在隔弧板上可能走过距离的长度、在灭弧室出口处绝缘绝热、阻尼或去电离的类型及其他特征。
但上述消弧室或顶置附件始终只针对一种具体情况设计，它们既不能通用、扩展、改变、又不能更换。
因此本发明所要解决的技术问题是创造一种灭弧装置，它包括一个按照当今流行的组合件思想可通用并可改变的顶置附件，借助它可使灭弧室适应更高的要求，与此同时无需对相应的灭弧室作额外的结构设计。
上述技术问题按照本发明通过一种供低压断路器用的包括一顶置附件的灭弧装置来解决，其中，所述顶置附件设计为使灭弧室容积增大的烟囱状灭弧室加长段并且是一模制件，该模制件有一个正好与通常处于灭弧室上的灭弧室盖的轮廓相同的下轮廓，并且它的上轮廓设计为与安装灭弧室盖的外壳的上轮廓一致。也就是说灭弧室并不使用标准的盖，而是取代这种盖首先安装一个模制件作为灭弧室的加长段，再在此模制件上放上灭弧室的盖。也可以在装上灭弧室盖作为封闭件前再多叠加上一个或多个另外的模制件。在这里一个模制件可使灭弧室容积增大一个确定的附加容量。
通过将模制件的下部轮廓设计为与灭弧室盖的轮廓一致以及将模制件的上轮廓设计为与安装灭弧室盖的外壳的上轮廓一致，可以堆叠任意多个模制件，并因而能使灭弧室的容积根据技术要求能相应地增大多倍附加容量，确切地说通过简单地堆叠模制件可以实现这一点。从而以简单的方式可促使开关能力提高。
模制件的材料相宜地与灭弧室盖的材料一致。
通过外壳、顶置附件和灭弧室盖特殊的轮廓形成密封开关气体的迷宫装置，该迷宫式密封装置即便在短路的情况下也能实现安全的相分隔。
一个或多个顶置附件借助一适当长度的螺钉可固定在与灭弧室盖一致的紧固点上，并如上所述具有在开关外壳与灭弧室盖之间机械接合用的盖状插入-卡锁机构。所述顶置附件相宜地成批地具有不同的高度，由此可逐步地(或步进式地)满足有关增大灭弧室的要求。
下面为了更好地理解本发明，可借助一优选的但并不限制本发明保护范围的实施方式进一步说明本发明，附图中
图1表示一从开关前侧看的低压断路器的透视图，其中略去操纵台和驱动部分；图2表示从固定螺钉一侧看的按本发明的顶置附件的透视图；图3表示从反方向看的相同的顶置附件的透视图。
图1表示一个带有底板2的低压断路器1，为了看得更清楚，图中略去了对于说明本发明不重要的操纵台和驱动部分。图中只能看到一些螺纹衬套3，为固定操纵台和驱动部分所需的紧固螺钉可插入其中，图中还可看到供三个开关极的开关杆插入用的通孔4。为了清楚地说明本发明的实质，图中示出了两个在正常状态下的灭弧室，也就是说能看到与低压断路器1的上侧5齐平地结束的两个灭弧盖6；7。
在第三个灭弧室上安装了一个带有灭弧室盖9的按本发明的顶置附件8。该顶置附件设计为用于增大灭弧室容积的灭弧室加长段并制成模制件10，该模制件10以其下轮廓16准确地配合在通常处于灭弧室上方的灭弧室盖的安装座轮廓中。模制件10的上部轮廓设计为与用于安装灭弧室盖6；7；9的外壳上部轮廓一致。也就是说在灭弧室上取代灭弧室盖6；7；9首先装上一个模制件10作为灭弧室的加长段，再在此模制件上放上灭弧室盖6；7；9。也可以事先再多叠加上一个或多个另外的模制件10，然后再用灭弧室盖9将它们封盖。顶置附件10或多个顶置附件10借助一个相应长度的螺钉固定在与灭弧室盖一致的紧固点11处。
图2和图3表示从不同方向看按本发明的顶置附件8的透视图。顶置附件8设计为模制件10，它包括一前壁12、一后壁13、第一侧壁14和第二侧壁15。它有一下轮廓16，下轮廓16与通常处于灭弧室上方的灭弧室盖6；7；9的轮廓完全相同，以及它的上轮廓17设计为与通常用于安装灭弧室盖6；7；9的开关外壳的上轮廓一致。在后壁13内设有一凹窝18，紧固螺钉通过它导引，螺钉的长度按所使用的顶置附件8的数量来选择。
如上所述，顶置附件8有用于在开关外壳与灭弧室盖6；7；9之间机械接合的盖状插入-卡锁机构，在此，该插入-卡锁机构通过上侧20处的槽19和在顶置附件8下侧22处的一个在装上时卡入此槽的凸起21构成。
在将顶置附件8装在开关外壳上或已存在的另一顶置附件8上后，可借助一穿过凹窝18的紧固螺钉将它们固定，并通过外壳、顶置附件和灭弧室盖特殊的轮廓形成密封开关气体的迷宫装置，该迷宫式密封装置在短路的情况下也能实现可靠的相分隔。以此方式设计为模块式的顶置附件8可以堆叠任意的数量。
本发明成功创造了一种灭弧装置，它具有一个按照当今流行的组合件思想可通用并可改变的顶置附件，采用顶置附件可使灭弧室适应更高的要求，无需对相应的灭弧室作额外的结构设计。
权利要求
1.一种供在空气中开关的低压开关设备用的灭弧装置，其包括一个可通用并可改变的顶置附件，用于使灭弧室适应更高的要求，其特征在于所述顶置附件(8)设计为使灭弧室容积增大的烟囱状灭弧室加长段并制成一模制件(10)，该模制件有一个正好与通常处于灭弧室上的灭弧室盖(6；7；9)的轮廓相同的下轮廓(16)，而它的上轮廓(17)则设计为与安装灭弧室盖(6；7；9)的开关外壳的上轮廓一致。
2.按照权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于所述模制件(10)通过其下部和其上部轮廓(16；17)的造型可堆叠任意数量。
3.按照权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于所述模制件(10)的材料与灭弧室盖(6；7；9)的材料一致。
4.按照权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于通过开关外壳、顶置附件(8)和灭弧室盖(6；7；9)相配的轮廓构成密封开关气体的迷宫装置，该迷宫式密封装置在短路的情况下也能实现可靠的相分隔。
5.按照权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于所述顶置附件(8)的上轮廓和下轮廓(16；17)与在开关外壳与灭弧室盖之间机械接合用的盖状插入-卡锁机构一致。
6.按照权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于一个或多个顶置附件(8)借助一适当长度的螺钉固定在与灭弧室盖(6；7；9)一致的紧固点(11)上。
7.按照权利要求1所述的灭弧装置，其特征在于所述顶置附件(8)有不同的高度以适应于增大灭弧室的要求。
全文摘要
本发明涉及一种供在空气中开关的低压开关设备用的灭弧装置，它包括一个可通用并可改变的顶置附件，用于使灭弧室适应更高的要求。按照本发明，所述顶置附件(8)设计为使灭弧室容积增大的烟囱状灭弧室加长段并制成一模制件(10)，该模制件有一个正好与通常处于灭弧室上的灭弧室盖(6；7；9)的轮廓相同的下轮廓(16)，而其上轮廓(17)则设计为与安装灭弧室盖(6；7；9)的开关外壳的上轮廓一致，因此可堆叠地使用任意数量的顶置附件(8)。
文档编号H01H9/34GK1443358SQ01812900
公开日2003年9月17日 申请日期2001年7月5日 优先权日2000年7月18日
发明者迈克尔·巴赫, 迈克尔·西贝科夫, 冈特尔·塞德勒－斯塔尔, 德特利夫·施米特, 英戈·蒂德, 塞蔡·图尔克曼 申请人:西门子公司